大叶杨干旱和水淹胁迫的转录组分析

大叶杨（Populus lasiocarpa）是中国特有的杨属物种,干旱和水淹是影响大叶杨生长和分布范围的两个关键因子。AP2/ERF转录因子家族在植物响应非生物胁迫中发挥重要作用。本研究采用转录组测序、生物信息学分析手段并结合分子实验验证初步鉴定了参与大叶杨干旱和水淹胁迫响应的关键基因。研究结果显示：（1）在大叶杨中分别鉴定到3,986/385个响应干旱/水淹胁迫的差异表达基因,其中包括237个同时响应干旱和水淹胁迫的差异表达基因。（2）在大叶杨中共鉴定到205个AP2/ERF家族成员,系统发育分析表明其在大叶杨中主要分为5个亚家族,并显著富集于差异表达基因中。（3）筛选部分胁迫前后差异表达的PlAP2/ERF基因进行qRT-PCR实验,经证实这些基因在大叶杨受到干旱/水淹胁迫时均可被诱导表达。综上,大叶杨在水淹胁迫下的差异表达基因数量明显少于干旱胁迫,AP2/ERF基因家族的部分基因参与到大叶杨干旱/水淹胁迫的应激表达过程。     

Transcriptomic Profiling Revealed Genes Involved in Response to Drought Stress in Alfalfa

Journal of Plant Growth Regulation - Drought stress is a primary abiotic stress that causes the crop losses worldwide. Under drought conditions, root growth is determined by the action of...     

差异蛋白质组学技术在植物响应低温胁迫研究中的应用

低温是影响植物生长和地理分布最主要的非生物胁迫因子之一,研究植物响应低温胁迫的分子机制是当前植物生理与分子生态学研究领域的热点问题.利用蛋白质组学技术发现与植物低温应答相关的蛋白,为解析植物抗寒分子机制提供重要信息,对于全面揭示植物低温适应的遗传基础和抗寒机理具有重要意义.综述了近年来运用差异蛋白质组学技术和策略研究模式植物以及非模式植物响应低温胁迫的主要进展,同时指出了该研究领域目前仍存在的问题及今后的发展方向.     

Plant Responses to Drought,Acclimation, and Stress Tolerance

At the whole plant level, the effect of stress is usually perceived as a decrease in photosynthesis and growth. That is why this review is focused mainly on the effect of drought on photosynthesis, its injury, and mechanisms of adaptation. The analysed literature shows that plants have evolved a number of adaptive mechanisms that allow the photochemical and biochemical systems to cope with negative changes in environment, including increased water deficit. In addition, the acquisition of tolerance to drought includes both phenotypic and genotypic changes. The approaches were made to identify those metabolic steps that are most sensitive to drought. Some studies also examined the mechanisms controlling gene expression and putative regulatory pathways.     

Soil Biota Adversely Affect the Resistance and Recovery of Plant Communities Subjected to Drought

Ecosystems - Climate change predictions indicate that summer droughts will become more severe and frequent. Yet, the impact of soil communities on the response of plant communities to drought...     

茶树冷诱导基因的AFLP筛选及其表达分析

以中小叶茶树良种舒茶早和云南大叶种73-11为材料,于4℃低温处理4 d后,采用AFLP技术筛选出冷诱导下茶树差异表达基因并进行分析.结果显示,实验共获得41个差异片段(TDFs),其中舒茶早产生19条差异条带,73-11产生38条差异条带,两品种共有条带16条.所获得的差异片段按功能可划分为4类,即信号传导蛋白、转录因子、基础代谢相关蛋白、抗逆蛋白质,此外还有一些假设蛋白质以及未知蛋白.利用qRT-PCR对Kh1、Kh3和Kh11差异片段进行验证,结果显示这3个片段均被低温诱导,表达量上升.研究表明,茶树在低温胁迫下的逆境反应非常复杂,涉及多种代谢过程中的众多基因,而且大叶种比中小叶种对低温反应更为敏感.     

短期盐胁迫下盐穗木的转录组分析

盐穗木（Halostachys caspica）是荒漠盐碱地广泛分布的盐生植物,具有极强的耐盐性。为揭示盐胁迫下盐穗木基因组层面的基因表达变化特性,通过对300和500mmol·L^-1 NaCl胁迫3h的盐穗木同化枝进行了转录组测序。有效序列组装共得到153298条平均长度为643bp的unigenes,进行GO和KEGG功能聚类,分别获得47个GO功能小类和118个KEGG通路。差异表达基因分析显示,短期低盐（300mmol·L^-1）响应基因有4432个,高盐（500mmol·L^-1）响应基因有2580个,两个胁迫的共差异基因有1245个,主要富集在细胞过程、代谢过程和响应刺激等类别中。从短期盐胁迫下盐穗木转录组筛选出渗透调节和活性氧清除的相关基因,大多为上调基因。说明盐穗木能够通过促进渗透调节和增强活性氧清除提高短期的盐胁迫适应能力。     

岩生植物雅安紫云菜对干旱及复水的生理响应

选择自然状态下生长在岩石边坡上的岩生植物雅安紫云菜为研究材料,通过人工控制土壤含水量的盆栽试验模拟自然界中的干湿交替现象,对雅安紫云菜中与其抗旱相关的叶绿素含量、膜质过氧化、渗透调节物质及抗氧化酶活性等11个生理生化指标进行了测定和分析,探讨雅安紫云菜对干旱胁迫的适应性及其生理机制。结果显示:(1)在干旱胁迫条件下,雅安紫云菜叶片具有较强的水分保持能力,叶绿素含量减少幅度较小,且复水后叶片相对含水量和叶绿素含量均能迅速恢复。(2)干旱胁迫9d后,叶片中超氧阴离子含量、过氧化氢含量以及丙二醛含量持续增加,同时抗氧化酶SOD和POD活性显著升高,而其叶片电解质外渗率、渗透调节物质可溶性糖含量和脯氨酸含量在干旱胁迫12d后开始大幅增加,复水后这些指标都恢复到接近对照水平。(3)在持续21d的干旱胁迫后,土壤含水量降低到4.26%,雅安紫云菜植株叶片呈现严重萎蔫,植株倒伏,但是复水后植株仍能较快恢复正常生长。研究表明,雅安紫云菜具有较强的渗透调节能力、酶促抗氧化活力以及叶片保水能力,从而表现出较强抗干旱能力,并且在恢复水分供应后能迅速恢复植物生长势,可以作为西南地区岩石边坡绿化的潜力景观植物。     

蛋白质组学在植物水分胁迫应答中的应用研究进展

水分胁迫是影响植物生长发育的主要生长因子。通过蛋白质组学技术可对水分胁迫下植物差异变化的蛋白和基因进行挖掘,在研究植物抗旱生理机制方面意义重大。总结了植物蛋白质组学的基本方法与关键技术,同时从光合与碳代谢相关蛋白、抗氧化系统、渗透调节蛋白、热激蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白、转录因子等方面综述了近几年国际上在植物水分胁迫蛋白质组研究方面的进展,并展望了今后蛋白质组学技术发展的方向。     

干旱胁迫诱导下植物基因的表达与调控

干旱胁迫能够诱导植物表达大量的基因 ,研究这些基因的表达与调控 ,为植物抗旱的定向育种创造条件。本文系统介绍了在干旱胁迫条件下 ,植物体内渗透调节物质和可溶性糖合成有关的基因、离子和水分通道及Lea蛋白基因的表达 ,以及与这些基因表达相关的调控元件和因子 ,干旱胁迫信号转导等方面的最新研究进展。     

Physiological Response of Fennel (Foeniculumvulgare Mill.) to Drought Stress and Plant Growth Regulators

Russian Journal of Plant Physiology - Implementing strategies for the efficient use of irrigation water is a priority in areas that encounter water shortage. Fennel (Foeniculum vulgare Mill.) is an...     

9个玉米DOF基因对逆境胁迫的响应模式分析

植物DOF (DNA binding with one zinc finger)锌指蛋白是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育及代谢途径中发挥着重要作用。该研究采用qRT PCR方法分析了玉米应答逆境(盐、干旱、硝态氮缺乏和铵态氮缺乏)胁迫条件下9个ZmDOFs基因的表达模式。结果表明：(1)生物信息学分析显示,9个ZmDOF基因散布于5个染色体上,聚类为一个基因亚家族,且9个基因还可以细分为4个小亚家族。(2)9个ZmDOFs基因的表达具有组织特异性,且主要在玉米的穗和雄花中表达,其中ZmDOF1、ZmDOF4、ZmDOF11和ZmDOF12在穗部的表达量分别是根部的18倍、60倍、11倍和75倍以上,ZmDOF19、ZmDOF26、ZmDOF27和ZmDOF42在雄花中的表达量分别是根部的360倍、28倍、13倍和44倍以上,推测这些基因在玉米的雄花和穗的生长发育进程中具有重要的作用。(3)实时定量qRT PCR方法显示,在硝态氮胁迫下有7个ZmDOFs基因强烈诱导表达(>5倍),其中ZmDOF12、ZmDOF27和ZmDOF42基因的表达超过10倍,表明这些基因参与调控硝态氮胁迫的响应途径; 有7个ZmDOFs基因受铵态氮胁迫的强烈诱导表达(>2倍),表明这7个基因在玉米应答铵态氮胁迫中起作用;有5个ZmDOFs基因受PEG6000胁迫的强烈诱导表达(>2倍),其中ZmDOF34的表达上调超过10倍; 有8个ZmDOFs基因受NaCl胁迫的强烈诱导表达(>2倍),其中ZmDOF4、ZmDOF11和ZmDOF12的表达上调在10倍以上,表明这些基因在玉米抵御干旱或盐胁迫中起重要作用。     

北京中医药大学中药学院

转录因子是能够结合某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质,活化后从胞质转位至胞核,通过识别和结合基因启动子区的顺式作用元件,启动和调控基因表达。真核生物在转录水平上的基因表达调控,影响和控制着细胞和生物个体的许多生物学过程。本文综述了转录因子的结构、分类以及其在植物干旱胁迫中发挥的作用。